DE102014006957A1

DE102014006957A1 - Schaltelement für den Einsatz in einem explosionsgefährdeten Bereich

Info

Publication number: DE102014006957A1
Application number: DE102014006957.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Kröpfl
Original assignee: Tyco Electronics Austria GmbH
Current assignee: Tyco Electronics Austria GmbH
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2015-11-12
Also published as: US20170062147A1; EP3143632A1; CN106463288A; JP2017516266A; CN112185728A; US10283286B2; WO2015173046A1; EP3143632B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schaltelement für den Einsatz in einem explosionsgefährdeten Bereich, das eine Grundplatte und eine Kappe aufweist, wobei die Kappe eine Oberfläche der Grundplatte so bedeckt/umschließt, dass zwischen der einen Oberfläche der Grundplatte und der Kappe ein Hohlraum entsteht, in dem sich Kontakte zum Schließen bzw. Öffnen eines Stromkreises befinden. Das Schaltelement weist ferner eine Öffnung nach außen auf und ist sonst nach außen abgedichtet. Die Öffnung ist so ausgebildet ist, dass sie das Entweichen der Explosionsenergie, die während einer Explosion im Inneren des Schaltelementes freigesetzt wird, auf einen hinreichend langen Zeitraum verteilt, wobei der hinreichend lange Zeitraum so bemessen ist, das die nach außen entwichene Explosionsenergie das explosive Gemisch im explosionsgefährdeten Bereich nicht zündet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schaltelement, das in einem explosionsgefährdeten Bereich Anwendung findet. Auch bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung eines Schaltelementes in einem explosionsgefährdeten Bereich, um einen Stromkreis zu schalten und dabei eine Zündung des in dem explosionsgefährdeten Bereich vorkommenden explosiven Gemisches durch einen im Inneren des Schaltelementes auftretenden Schaltlichtbogens zu verhindern.
Schaltelemente (beispielsweise Relais), die in einem explosionsgefährdeten Bereich (auch als „Ex-Schutzbereich” bezeichnet) Anwendung finden, werden derzeit so angefertigt, dass das explosive Gasgemisch des explosionsgefährdeten Bereiches nicht in das Innere des Schaltelementes gelangen kann. Würde das explosive Gemisch in das Innere des Schutzelementes gelangen, dann könnte es durch einen Schaltfunken oder einen Schaltlichtbogen, der zwischen zwei Kontakten des Schaltelementes auftritt, gezündet und zur Explosion gebracht werden. Die durch die Explosion freigesetzte Energie würde das Schaltelement zerstören und schlagartig an die Umgebung des Schaltelementes abgegeben werden. Dadurch wäre die Energiedichte in der unmittelbaren Umgebung des Schaltelementes sehr hoch, was zu einem Zünden des explosiven Gemisches im gesamten Ex-schutzbereich führen könnte.
Um das Eindringen des explosiven Gemisches in das Innere des Schaltelements zu verhindern, wird dieses hermetisch abgedichtet, beispielsweise mit einer Metallkapsel, die an den Nahtstellen verschweißt ist. Die Dichtheit der Kapsel lässt sich technisch realisieren, jedoch ist der Aufwand hierzu erheblich. Standardschaltelemente werden allerdings aus Kunstmaterialien hergestellt und die Schweißnaht ist üblicherweise ein geeigneter Klebstoff. Eine Schwierigkeit bezüglich der Dichtheit besteht darin, dass die Schweißnaht, beispielsweise beim Anlöten der Relaisanschlüsse, durch Wärmeeinwirkung beschädigt werden kann. Weiterhin sind Relais elektromechanische Bauelemente, die naturgemäß einem Verschleiß unterworfen sind. Beispielsweise kann durch den Verschleiß der Kontakte der Kontaktwiderstand steigen, was zu einem Anstieg der Wärmeproduktion und letztendlich zu Undichtigkeit führen kann.
Deswegen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaltelement, vorzugsweise ein Relais, für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen bereitzustellen, dessen Inneres nicht hermetisch abgeschlossen sein muss, um eine Explosion durch das Auftreten eines Schaltfunkens oder Schaltlichtbogens in seinem Inneren zu begrenzen und die Fortpflanzung an den umgebenden zündfähigen Bereich zu verhindern.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Idee, das Schaltelement mit einer Öffnung nach außen zu versehen und sonst nach außen abzudichten. Dabei ist die Öffnung so auszubilden, dass sie das Entweichen der Explosionsenergie, die während einer Explosion im Inneren des Schaltelementes freigesetzt wird, auf einen hinreichend langen Zeitraum verteilt, und der hinreichend lange Zeitraum ist so zu bemessen, dass die nach außen entwichene Explosionsenergie das explosive Gemisch im explosionsgefährdeten Bereich nicht zünden kann.
Die vorliegende Erfindung erlaubt es, dass das explosive Gemisch des explosionsgefährdeten Bereiches in das Innere des Schaltelementes eindringen kann, und dass dieses durch einen Schaltfunken oder Schaltlichtbogen im Inneren des Schaltelementes gezündet und zur Explosion gebracht wird. Die vorliegende Erfindung erlaubt es auch, dass die durch diese Explosion freigesetzte Energie in den explosionsgefährdeten Bereich austreten kann, jedoch nicht schlagartig, sondern verteilt über einen längeren Zeitraum hinweg. Dadurch wird die Energiedichte in der unmittelbaren Umgebung des Schaltelementes so niedrig gehalten, dass sie zum Zünden des explosiven Gemisches im explosionsgefährdeten Bereich nicht ausreicht.
Das Schaltelement gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht der Norm IEC 60079-15, Paragraph 22.4.3, und ist daher für die Verwendung in einem explosionsgefährdetem Bereich geeignet.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird diese anhand der in den nachfolgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen und gleichen Bauteilbezeichnungen versehen. Es zeigen:
1a eine perspektivische Ansicht des Schaltelementes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von unten sowie eine Detailansicht entlang der Nahtstelle zwischen Grundplatte und Kappe, an der Stelle eines Spaltes;
1b eine perspektivische Ansicht des Schaltelementes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von oben sowie einen Querschnitt durch die Nahtstelle zwischen Grundplatte und Kappe an der Stelle eines Spaltes;
2 eine perspektivische Ansicht des Schaltelementes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sowie einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch die Kappe an der Stelle der Öffnung/Loches;
3 eine perspektivische Ansicht des Schaltelementes gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel sowie eine detaillierte Draufsicht auf die Öffnung mit dem Gitter.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung weisen eine Grundplatte und eine Kappe auf. Dabei bedeckt/umschließt die Kappe eine Oberfläche der Grundplatte derart, dass zwischen dieser Oberfläche der Grundplatte und der Kappe ein Hohlraum entsteht. In dem Hohlraum sind Kontakte zum Schließen bzw. Öffnen eines Stromkreises vorgesehen. An diese Kontakte kann über Anschlussklemmen, die durch die Grundplatte durchgeführt sind, eine Spannung angelegt werden. Aufgrund dieser Spannung kann beim Öffnen oder Schließen der Kontakte ein Schaltfunken oder ein Schaltlichtbogen auftreten. Dieser kann ein sich im Inneren des Schaltelementes befindliches explosives Gemisch zünden und zur Explosion bringen.
Erstes Ausführungsbeispiel
Die 1a und 1b zeigen eine perspektivische Ansicht des Schaltelementes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei zeigt die 1a eine Ansicht von unten, auf die Grundplatte 101 des Schaltelementes 100, und die 1b eine Ansicht von oben, auf die Kappe 102 des Schaltelements 100. Das Bezugszeichen 111 bezeichnet den Umfang der Grundplatte 101. Wie aus 1a leicht zu erkennen ist, erstreckt sich die Nahtstelle zwischen Grundplatte 101 und Kappe 102 entlang des Umfangs 111. Das Schaltelement 100 ist bis auf zwei Spalte/Fugen 105 und 105', die an gegenüberliegenden Seiten der Grundplatte 101 angeordnet sind, mit einer Vergussmasse 104 nach außen abgedichtet.
Weiterhin zeigt die 1a eine Detailansicht entlang der Nahtstelle zwischen Grundplatte 101 und Kappe 102 an der Stelle des Spaltes 105, und die 1b einen Querschnitt durch die Nahtstelle zwischen Grundplatte 101 und Kappe 102 an der Stelle des Spaltes 105. Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, erstreckt sich der Spalt 105 entlang der Nahtstelle zwischen Grundplatte 101 und Kappe 102, und wird von einer Seitenfläche 107 der Grundplatte 101 und einer Seitenwand 106 der Kappe 102 gebildet. Dabei wird die Seitenfläche 107 der Grundplatte 101 von der Seitenwand 106 der Kappe 102 vollständig bedeckt wird. Der Spalt 105' ist analog zu dem Spalt 105 ausgebildet. An den Stellen der Grundplatte 101, an denen die Spalte 105 und 105' abgeordnet sind, ist keine Vergussmasse 104 vorgesehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Spalt 105 eine Weite (oder Breite) 109 auf, die kleiner als 0,1 mm ist. Ebenfalls gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Spalt 105 eine Höhe 108 auf, die größer als ein Millimeter ist. Analog weist der Spalt 105' eine Weite auf, die kleiner als 0,1 mm ist und eine Höhe, die größer als ein Millimeter ist. Weiterhin ist wesentlich für die vorliegende Erfindung, dass die Summe der Längen der Spalte 105 und 105' kleiner als ein Drittel der Länge des Umfanges 111 der Nahtstelle zwischen Grundplatte 101 und Kappe 102 ist.
Die beiden Spalte 105 und 105' stellen eine Öffnung des Schaltelementes 100 nach außen dar, über die die Explosionsenergie, die während einer Explosion im Inneren des Schaltelementes 100 freigesetzt wird, nach außen, beispielsweise in einen explosionsgefährdeten Bereich entweichen kann. Die beiden Spalte 105 und 105' in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind jedoch so dimensioniert, dass sie das Entweichen der Explosionsenergie in den explosionsgefährdeten Raum über einen hinreichend langen Zeitraum verteilen. Dabei ist der hinreichend lange Zeitraum so gewählt, dass die nach außen entwichene Explosionsenergie nicht in der Lage ist, das explosive Gemisch des explosionsgefährdeten Bereiches zu Zünden bzw. zur Explosion zu bringen. Anders ausgedrückt ist der hinreichend lange Zeitraum so bemessen, dass die nach außen entwichene Explosionsenergie die Energiedichte in der unmittelbaren Umgebung des Schaltelementes nicht derart erhöht, dass diese eine Explosion im explosionsgefährdeten Bereich auslösen kann.
In dem in den 1a und 1b gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Schaltelement 100 eine Öffnung mit zwei Fugen 105 und 105' auf, und hat eine im Wesentlichen rechtwinklig-parallelepipedische Form. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst auch Ausführungsbeispiele, in denen das Schaltelement i) nur einem Spalt oder ii) mehr als zwei Spalte zwischen Grundplatte und Kappe aufweist.
In dem Fall i) weist das Schaltelement eine Öffnung auf, die als Spalt zwischen Grundplatte und Kappe entlang der Nahtstelle zwischen Grundplatte und Kappe ausgebildet ist. Dabei weist der als Öffnung dienende Spalt eine Länge auf, die kleiner als ein Drittel der Länge des Umfanges der Nahtstelle zwischen Grundplatte und Kappe ist. Der nicht zum Spalt gehörende Teil der Nahtstelle zwischen Grundplatte und Kappe ist abgedichtet. Ebenso ist die Nahtstelle zwischen Grundplatte und Anschlussklemmen abgedichtet. Die Weite des als Öffnung dienenden Spaltes ist kleiner als 0,1 mm und seine Höhe größer als ein Millimeter.
In dem Fall ii) weist das Schaltelement eine Öffnung auf, die als eine Vielzahl von Spalte zwischen Grundplatte und Kappe entlang der Nahtstelle zwischen Grundplatte und Kappe ausgebildet ist. Dabei weist die Vielzahl von Spalte in Summe eine Länge auf, die kleiner als ein Drittel der Länge des Umfanges der Nahtstelle zwischen Grundplatte und Kappe ist. Der nicht zu der Vielzahl von Spalte gehörende Teil der Nahtstelle zwischen Grundplatte und Kappe ist abgedichtet. Ebenso ist die Nahtstelle zwischen Grundplatte und Anschlussklemmen abgedichtet. Die Weite eines jeden Spaltes aus der Vielzahl von Spalte ist kleiner als 0,1 mm und seine Höhe größer als ein Millimeter.
Weiterhin ist das in der 1a und 1b gezeigte Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass sich die Nahtstelle zwischen Grundplatte 101 und Kappe 102 entlang dem Umfang 111 der Grundplatte 101 erstreckt und die Seitenwände 106 der Kappe 102 die Seitenflächen 107 der Grundplatte vollständig bedecken. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst auch Ausführungsbeispiele bei denen die Kappe, entlang der Nahtstelle, die Seitenflächen der Grundplatte nur teilweise bedeckt. In diesem Fall muss die Grundplatte, zumindest an der Stelle, an der der Spalt oder die Spalte vorgesehen sind, eine Dicke aufweisen, die größer als ein Millimeter ist. Auch erfasst die vorliegende Erfindung Ausführungsbeispiele bei denen der untere Rand der Kappe auf die Oberfläche der Grundplatte mit den Kontakten zum Schließen und Öffnen eines Stromkreises aufgesetzt ist. In diesem Fall ist der Umfang der Nahtstelle zwischen Kappe und Grundplatte im Wesentlichen durch den Umfang des unteren Randes der Kappe vorgegeben.
Zweites Ausführungsbeispiel
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schaltelementes 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel weist in der Grundplatte (diese ist in 2 nicht gezeigt) oder in der Kappe 202 eine Öffnung oder Loch 205 auf. In 2 ist das Loch oder die Öffnung 205 in der Kappe 302 vorgesehen. Ansonsten ist das Schaltelement 200 nach außen hin abgedichtet. Insbesondere ist die Nahtstelle zwischen Grundplatte und Kappe 202 sowie die Nahtstelle zwischen Grundplatte und Anschlussklemmen (diese sind in 2 nicht gezeigt) mit Vergussmasse abgedichtet.
Weiterhin zeigt 2 einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch die Kappe an der Stelle, an der die Öffnung/Loch 205 vorgesehen ist. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Loch 205 zylinderförmig. Das Loch 205 weist einen Durchmesser 209 auf, der kleiner als 0,4 mm ist und eine Höhe/Tiefe 208, die größer als 1,2 mm ist.
In dem Schaltelement 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Explosionsenergie, die während einer Explosion im Inneren des Schaltelementes 200 freigesetzt wird, über das Loch 205 nach außen, beispielweise in einen explosionsgefährdeten Bereich entweichen. Das Loch 205 ist jedoch so dimensioniert, dass es das Entweichen der Explosionsenergie in den explosionsgefährdeten Raum über einen hinreichend langen Zeitraum verteilt; und zwar so verteilt, dass die nach außen entwichene Explosionsenergie das explosive Gemisch des explosionsgefährdeten Bereiches nicht zur Explosion zu bringen kann.
In dem in der 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Loch in der Mitte der Kappe 202 vorgesehen. Die Position des Loches 205 auf der Kappe 202 oder der Grundplatte ist jedoch nicht wesentlich für die vorliegende Erfindung. Vielmehr kann sich das Loch 205 an beliebiger Stelle auf der Kappe 202 bzw. an beliebiger Stelle auf der Grundplatte befinden.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung nicht auf ein zylinderförmiges Loch 205 beschränkt. Vielmehr kann die Querschnittsfläche des Loches eine beliebige Form aufweisen, beispielsweise ovalförmig, rechteckig oder quadratisch. Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist auch in diesen Fällen, dass die Querschnittsfläche des Loches einen Flächeninhalt aufweist, der kleiner als 0,1256 mm² ist und eine Höhe oder Tiefe hat, die größer als 1,2 mm ist.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Ausführungsbeispiele, bei denen das Loch (oder die Öffnung) in Längsrichtung eine konische Form aufweist. Vorzugsweise ist das Loch in diesem Fall nach innen oder außen verjüngt. Auch kann das Loch in Längsrichtung eine doppelkonische oder mäanderförmige Form aufweisen. Vorzugsweise ist das Loch im mittleren Teil oder an seinen Enden verjüngt, wenn das Loch eine doppelkonische Form hat.
Es ist wesentlich für die vorliegende Erfindung, dass in all den Fällen, in denen das Loch Querschnittsflächen mit unterschiedlichen Flächeninhalten aufweist, die Querschnittsfläche des Loches an seiner engsten Stelle einen Flächeninhalt aufweist, der kleiner als 0,1256 mm² ist und eine Höhe oder Tiefe hat, die größer als 1,2 mm ist.
Drittes Ausführungsbeispiel
3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schaltelementes 300 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel weist in der Grundplatte (diese ist in der 3 nicht gezeigt) oder in der Kappe 202 eine Öffnung oder Loch 305 auf, das mit einem Metallgitter 311 von außen bedeckt ist und das eine Maschenweite von kleiner als 0,1 mm aufweist. In 3 ist das Loch oder die Öffnung 305 in der Kappe 302 vorgesehen. Ansonsten ist das Schaltelement 300 nach außen hin abgedichtet. Insbesondere ist die Nahtstelle zwischen Grundplatte und Kappe 302 sowie die Nahtstelle zwischen Grundplatte und Anschlussklemmen mit Vergussmasse abgedichtet.
Weiterhin zeigt die 3 eine detaillierte Draufsicht auf die Öffnung 305 mit dem Metallgitter 311. In dem dritten Ausführungsbeispiel weist das Metallgitter 311 rechteckige oder quadratische Maschen auf, die einen Flächeninhalt aufweisen, der kleiner als 0,01 mm² ist. Die Form der Öffnung oder des Loches 305, seine Höhe oder Tiefe, sowie der Flächeninhalt der Querschnittsfläche an seiner engsten Stelle sind nicht wesentlich für die vorliegende Erfindung. Jedoch darf das Loch 305 nicht zu klein sein. Auch ist die Position des Loches 305 auf der Grundplatte oder auf der Kappe 302 nicht wesentlich für die vorliegende Erfindung.
In dem Schaltelement 300 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann die Explosionsenergie, die während einer Explosion im Inneren des Schaltelementes 300 freigesetzt wird, über das mit dem Gitter 311 bedeckten Loch 305 nach außen, beispielsweise in einen explosionsgefährdeten Bereich entweichen. Das Gitter 311, insbesondere seine Maschenweite 312, ist jedoch so dimensioniert, dass es erstens das Entweichen der Explosionsenergie in den explosionsgefährdeten Raum über einen hinreichend langen Zeitraum verteilt, und zweitens, einen Teil der Explosionsenergie selber aufnimmt/speichert. Die Kombination dieser beiden Effekte führt letztlich dazu, dass die nach außen entwichene Explosionsenergie das explosive Gemisch des explosionsgefährdeten Bereiches nicht zur Explosion zu bringen kann.
Das in dem dritten Ausführungsbeispiel verwendete Gitter 311 muss nicht aus Metall sein. Vielmehr kann das Gitter auch aus einem Kunststoff gefertigt sein, der mit einem Metall überzogen oder metallhaltig ist; oder das Gitter ein Keramikgitter sein, das mit Metall überzogen oder metallhaltig ist. Auch ist die Form der Masche 312 nicht wesentlich für die vorliegende Erfindung. Diese kann vielmehr eine beliebige Form aufweisen, beispielsweise kreisförmig, ovalförmig oder rautenförmig. Wesentlich für die Erfindung ist in all diesen Fällen, dass der Flächeninhalt der Masche 312 kleiner als 0,01 mm² ist.
Schaltelemente gemäß der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise Relais. Relais gemäß dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung sind in speziellen Labors entsprechend der Norm IEC 60079-15, Paragraph 22.4.3 getestet worden. Die Tests ergaben, dass diese Relais der Norm IEC 60079-15, Paragraph 22.4.3, entsprechen und daher für die Verwendung als Schaltelemente in einem explosionsgefährdeten Bereich geeignet sind.

Schaltelemente gemäß der vorliegenden Erfindung werden beispielsweise zum Schalten von Netzspannungen (230 V für einphasige bzw. 400 V für dreiphasige Wechselspannungen) in explosionsgefährdeten Bereichen verwendet, um eine Zündung des in dem explosionsgefährdeten Bereich vorkommenden Gemisches durch einen im Inneren des Schaltelementes auftretenden Schaltfunkens/Schaltlichtbogens zu verhindern. Bezugszeichenliste:

Bezugsziffer	Beschreibung
100	Schaltelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiels
101	Grundplatte
102	Kappe
103	Vergussmasse zum Abdichten
104	Anschlussklemme
105, 105'	Spalt zwischen Grundplatte und Kappe
106	Seitenwand der Kappe
107	Seitenfläche der Grundplatte
108	Höhe des Spaltes
109	Weite/Breite des Spaltes
110	Länge des Spaltes entlang der Umfangsrichtung der Grundplatte
111	Umfang der Grundplatte
200	Schaltelement gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiels
202	Kappe
205	Öffnung/Loch
208	Tiefe/Höhe der Öffnung
209	Durchmesser der Öffnung
300	Schaltelement gemäß dem dritten Ausführungsbeispiels
302	Kappe
305	Öffnung/Loch
311	Engmaschiges Gitter
312	Masche des Gitters

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm IEC 60079-15, Paragraph 22.4.3 [0008]
Norm IEC 60079-15, Paragraph 22.4.3 [0034]

Claims

Schaltelement für den Einsatz in einem explosionsgefährdeten Bereich, das eine Grundplatte und eine Kappe aufweist, wobei die Kappe eine Oberfläche der Grundplatte so bedeckt/umschließt, dass zwischen der einen Oberfläche der Grundplatte und der Kappe ein Hohlraum entsteht, in dem sich Kontakte zum Schließen bzw. Öffnen eines Stromkreises befinden, und das Schaltelement ferner eine Öffnung nach außen aufweist und sonst nach außen abgedichtet ist, wobei die Öffnung so ausgebildet ist, dass sie das Entweichen der Explosionsenergie, die während einer Explosion im Inneren des Schaltelementes freigesetzt wird, auf einen hinreichend langen Zeitraum verteilt, wobei der hinreichend lange Zeitraum so bemessen ist, dass die nach außen entwichene Explosionsenergie das explosive Gemisch im explosionsgefährdeten Bereich nicht zündet.
Schaltelement (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (205) entweder in der Grundplatte oder in der Kappe (202) vorgesehen ist, die Querschnittsfläche der Öffnung (205) an ihrer engsten Stelle einen Flächeninhalt aufweist, der kleiner als 0,1256 mm² ist, und die Grundplatte bzw. Kappe (202) an der Stelle, an der die Öffnung (205) vorgesehen ist, eine Dicke aufweist, die größer als 1,2 mm ist, so dass die Tiefe (208) der Öffnung (205) größer als 1,2 mm ist.
Schaltelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche der Öffnung (205) rund, insbesondere oval- oder kreisförmig ist.
Schaltelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche der Öffnung eckig, insbesondere quadratisch oder rechteckig ist.
Schaltelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (205) eine zylinderförmige Form aufweist, oder die Öffnung eine konische Form aufweist, die entweder nach innen oder außen verjüngt ist, oder die Öffnung eine doppelkonische Form aufweist, die im mittleren Teil oder an den Enden der Öffnung verjüngt ist, oder die Öffnung eine mäanderig Form ist.
Schaltelement (300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (305) entweder in der Grundplatte oder in der Kappe (302) vorgesehen und mit einem Gitter (311) von außen bedeckt ist, dessen Masche (312) einen Flächeninhalt aufweist, der kleiner als 0,01 mm² ist.
Schaltelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Masche (312) des Gitters (311) quadratisch ist und eine Maschenweite aufweist, die kleiner als 0,1 mm ist.
Schaltelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (311) aus einem Metall gefertigt ist, oder das Gitter (311) aus einem Kunststoff gefertigt ist, der mit einem Metall überzogen oder metallhaltig ist, oder das Gitter (311) ein Keramikgitter ist, das mit einem Metall überzogen oder metallhaltig ist.
Schaltelement (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung als Spalt (105) zwischen Grundplatte und Kappe entlang der Nahtstelle zwischen Grundplatte (101) und Kappe (102) ausgebildet ist, der als Öffnung dienende Spalt (105) eine Länge (110) aufweist, die kleiner als ein Drittel der Länge des Umfanges der Nahtstelle zwischen Grundplatte (101) und Kappe (102) ist, der nicht zum Spalt (105) gehörende Teil der Nahtstelle zwischen Grundplatte (101) und Kappe (102) abgedichtet ist, die Weite (109) des als Öffnung dienenden Spaltes (105) kleiner als 0,1 mm ist, und die Höhe (108) des Spaltes (105) größer als ein Millimeter ist.
Schaltelement (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung als eine Vielzahl von Spalten (105, 105') zwischen Grundplatte und Kappe entlang der Nahtstelle zwischen Grundplatte (101) und Kappe (102) ausgebildet ist, die als Öffnung dienende Vielzahl von Spalten (105, 105') in Summe eine Länge aufweisen, die kleiner als ein Drittel der Länge des Umfanges der Nahtstelle zwischen Grundplatte (101) und Kappe (102) ist, der nicht zu der Vielzahl von Spalten (105, 105') gehörende Teil der Nahtstelle zwischen Grundplatte (101) und Kappe (102) abgedichtet ist, die Weite (109) eines jeden Spaltes aus der Vielzahl von Spalte (105, 105') kleiner als 0,1 mm ist, und die Höhe (108) eines jeden Spaltes aus der Vielzahl von Spalte (105, 105') größer als ein Millimeter ist.
Schaltelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nahtstelle zwischen Grundplatte (101) und Kappe (102) entlang dem Umfang (111) der Grundplatte (101) erstreckt, und die Kappe (102), entlang der Nahtstelle, die Seitenflächen (107) der Grundplatte (101) zumindest teilweise bedeckt.
Schaltelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (101) und die Kappe (102) im Wesentlichen die Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds aufweisen, und die vier Seitenwände (106) der Kappe (102) die vier Seitenflächen (107) der Grundplatte (101) vollständig bedecken.
Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement ein Relais ist.
Verwendung eines Schaltelementes (200) in einem explosionsgefährdeten Bereich, um einen Stromkreis zu schalten und dabei eine Zündung des in dem explosionsgefährdeten Bereich vorkommenden explosiven Gemisches durch einen im Inneren des Schaltelementes auftretenden Schaltlichtbogens zu verhindern, wobei das Schaltelement (200) eine Grundplatte und eine Kappe (202) aufweist, die Kappe (202) eine Oberfläche der Grundplatte so bedeckt/umschließt, dass zwischen der einen Oberfläche der Grundplatte und der Kappe (202) ein Hohlraum entsteht, in dem sich Kontakte zum Schließen bzw. Öffnen eines Stromkreises befinden, das Schaltelement (200) bis auf eine Öffnung (205) abgedichtet ist, die Öffnung (205) entweder in der Grundplatte oder in der Kappe (202) vorgesehen ist, die Querschnittsfläche der Öffnung (205) an ihrer engsten Stelle einen Flächeninhalt von kleiner als 0,1256 mm² aufweist, und die Grundplatte und die Kappe (202) an der Stelle, an der die Öffnung (205) vorgesehen ist, eine Dicke aufweisen, die größer als 1,2 mm ist, so dass die Tiefe (208) der Öffnung größer als 1,2 mm ist.
Verwendung eines Schaltelementes (300) in einem explosionsgefährdeten Bereich, um einen Stromkreis zu schalten und dabei eine Zündung des in dem explosionsgefährdeten Bereich vorkommenden explosiven Gemisches durch einen im Inneren des Schaltelementes auftretenden Schaltlichtbogens zu verhindern, wobei das Schaltelement (300) eine Grundplatte und eine Kappe (302) aufweist, die Kappe (302) eine Oberfläche der Grundplatte so bedeckt/umschließt, dass zwischen der einen Oberfläche der Grundplatte und der Kappe (302) ein Hohlraum entsteht, in dem sich Kontakte zum Schließen bzw. Öffnen eines Stromkreises befinden, das Schaltelement (300) bis auf eine Öffnung (305) abgedichtet ist, die Öffnung (305) entweder in der Grundplatte oder in der Kappe (302) vorgesehen ist und mit einem Gitter (311) von außen bedeckt ist, dessen Masche (312) einen Flächeninhalt aufweist, der kleiner als 0,01 mm² ist.
Verwendung eines Schaltelementes (100) in einem explosionsgefährdeten Bereich, um einen Stromkreis zu schalten und dabei eine Zündung des in dem explosionsgefährdeten Bereich vorkommenden explosiven Gemisches durch einen im Inneren des Schaltelementes auftretenden Schaltlichtbogens zu verhindern, wobei das Schaltelement (100) eine Grundplatte (101) und eine Kappe (102) aufweist, die Kappe (102) eine Oberfläche der Grundplatte (101) so bedeckt/umschließt, dass zwischen der einen Oberfläche der Grundplatte (101) und der Kappe (102) ein Hohlraum entsteht, in dem sich Kontakte zum Schließen bzw. Öffnen eines Stromkreises befinden, ein Spalt (105) oder eine Vielzahl von Spalte (105, 105') zwischen Grundplatte und Kappe entlang der Nahtstelle zwischen Grundplatte (101) und Kappe (102) ausgebildet ist/sind, der Spalt (105) eine Länge (110) aufweist bzw. die Vielzahl von Spalte (105, 105') in Summe eine Länge (110) aufweisen, die kleiner als ein Drittel der Länge des Umfangs der Nahtstelle zwischen Grundplatte (101) und Kappe (102) ist, der nicht zum Spalt (105) bzw. zu der Vielzahl von Spalten (105, 105') gehörende Teil der Nahtstelle zwischen Grundplatte (101) und Kappe (102) abgedichtet ist, das Schaltelement (100) auch sonst, beispielsweise an der Nahtstelle zwischen Grundplatte (101) und Anschlussklemmen (104), abgedichtet ist, die Weite (107) des Spaltes (105) bzw. die Weite eines jeden Spaltes aus der Vielzahl der Spalte (105, 105') kleiner als 0,1 mm ist, und die Höhe (108) des Spaltes (105) bzw. die Höhe eines jeden Spaltes aus der Vielzahl (105, 105') von Spalte größer als ein Millimeter ist.